最早发现的磁弹效应是1842年J.P.焦耳(Joule)发现的磁致伸缩效应。随后陆续发现了多种磁弹效应及其逆效应(见表)。磁弹效应来源于强磁体中磁(自旋,磁矩)系统与晶格系统的耦合作用,即通过磁自旋波(磁波子)与晶格弹性波(声子)之间的相互作用,使强磁体的磁性与其力学性质互相影响,从而产生各种磁弹效应和它们的逆效应。最常见和应用最广的磁弹效应是磁致伸缩效应(见磁致伸缩材料),即强磁体受外磁场作用时,它在外磁场方向的长度l将发生微小的变化。
称磁致伸缩系数,用
表示,一般
为10-5~10-6,巨磁致伸缩材料的
为10-3~10-4。在磁场方向伸长的称正磁致伸缩效应,如铁;在磁场方向缩短的称负磁致伸缩效应,如镍。磁致伸缩系数
与磁场强度和磁化状态有关,是一种结构敏感的磁学量。但在强磁场下,强磁体达到磁饱和时的饱和磁致伸缩系数
则是一种结构不敏感量。利用强磁体内交换场产生的自发(交换)磁致伸缩系数的负温度系数与热膨胀的正温度系数的抵消作用,可得到热膨胀系数极小的效果,称为因瓦效应。同样,利用强磁体的磁致弹变温度效应可得到弹性模量温度系数极小的效果,称为埃林瓦效应。也可利用强磁体的磁内耗大于一般内耗而得到减振效果。
效应名称 | 发现者和年代 | 逆效应发现者和年代 |
磁致伸缩效应 | J.P.焦耳(Joule)1842 | E.维拉里(Villari)1865 |
磁致弯曲效应 | A.吉列明(Guillemin)1846 | - |
磁致扭转效应 | G.维德曼(Wiedeman)1862 | 沃特海姆(Wertheim)1852 |
磁致体积效应 | W.F.巴雷特(Barrett)1882 | 长冈(Nagaoka)和本多(Honda)1928 |
磁致弹(性)变效应 | F.S.布喇开(Brackett)1897 | - |
磁致钢(性)变效应 | 金博尔(Kimball)1879 | - |
磁致旋转效应 | A.爱因斯坦(Einstein)和W.J.德哈斯(de Haas)1915 | S.J.巴涅特(Barnett)1915 |